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2022-06-21

根据 ACI 318-19 和 CSA A23.3:19 在 RFEM 6 中进行冲切抗剪设计

根据 ACI 318-19 [1] 或 CSA A23.3:19 [2] 进行冲切设计的最佳方案是在板的一个节点上产生高度集中的荷载或反力。 在 RFEM 6 中,产生冲切问题的节点称为冲切节点。 造成这些力高度集中的原因可能是柱子、集中力或节点支座。 连接墙也会在墙的末端、拐角处以及线荷载和支座的末端产生这些集中荷载。

控制周长

冲切验算首先计算临界截面面积(A截面),它是冲切节点的周围面积。 根据 ACI 318-19 Sec. 22.6.4 [1]和 CSA A23.3:19 条款 13.3.3 [2]中,方柱的临界周长 (bo ) 等于集中荷载或反作用力面积的周长,并且不小于距离有效深度 (d) 的一半。 RFEM 会根据荷载集中在板上的位置自动计算截面a 和截面 bo

RFEM 6 中的冲切设计参数

激活混凝土设计模块后,在 RFEM 6 中编辑冲切剪力节点时,主选项卡中会出现冲切设计属性复选框。 这可以同时对所有需要考虑冲切的节点进行。 在混凝土设计模块的输入数据中,还必须选择要进行冲切设计的节点。

在 a 上勾选节点的冲切抗剪设计参数后,将出现混凝土设计 - 冲切节点和混凝土设计 - 配置选项卡。 使用该选项可以更改与冲切配筋类型、位置、钢筋直径和材料相关的选项。 将出现极限配置选项卡,其中包含用户可以调整的其他设计参数,例如柱/墙的“单个”或“平滑”力以及最小配筋间距。 强度折减系数根据 ACI 318-19 Sec. 21.2.1 [1]和 CSA A23.3:19 条款 8.4 [2]可以根据钢筋的最小间距进行调整。

在临界周长内,墙的冲切荷载产生的剪力被设置为平滑。 对于柱,冲切荷载可以设置为“平滑”或“单一力”,来自柱、荷载或节点支座。

RFEM 6 中的冲切剪切设计

在节点和面下输入冲切和钢筋的设计参数后,可以通过混凝土设计模块进行设计。 该设计引用了纵向钢筋,如下图所示。 在只考虑该配筋进行混凝土设计后,将显示所有感兴趣的节点的设计比率,并以表格或图形形式显示。

在计算结果中,根据 ACI318-19Sec . 2,计算了整体设计承载力比值。 22.6.1.2, 式(22.6.1.2) [1] 。 同样,根据 CSA A23.319 第 13.3.4 条[2] ,使用板的冲切抗剪承载力 (vr ) 和施加的最大剪应力 (vf ) 计算设计比率。 这些公式以及整个计算过程都可以在图7中的设计检查细节中找到。

如果没有添加额外的抗冲切钢筋并且 Vu ≤ Vn ,则不需要额外的钢筋。 如果施加的剪力超过了承载力,则可以在板的受拉侧附加局部纵向钢筋。 对于本示例板,您可以通过在柱框架所在位置的顶部定义一个自由矩形区域来完成此操作。 可以使用“复制/移动”工具将该配筋定义复制并粘贴到所有冲切节点上。 在计算抗剪承载力时会自动考虑以这种方式分配的钢筋。

计算结果可以在“混凝土设计”表格中找到,也可以以图形方式查看。 在导航器的结果选项卡中显示了所需钢筋的冲切量(下图)。


概述总结

在 RFEM 6 中,可以在节点的编辑窗口中初始化冲切设计验算,然后在混凝土设计模块中自动考虑该验算。 然后,激活设计属性将允许操作冲切设计参数,例如根据 ACI 318-19 Sec 的冲切荷载、强度折减系数。 21.2.1 [1]和 CSA A23.3:19 Clause 8.4 [2] ,以及在极限配置设置下的最小钢筋间距。 混凝土设计是根据地面的纵向钢筋进行计算的。 如果设计比率大于 1.00,则可以在板的受拉侧附加纵向钢筋。


作者

Alex 负责北美市场的客户培训、技术支持和持续的程序开发。

参考
  1. ACI 318-19, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
  2. CSA A23.3:19, Design of Concrete Structures